基于Multisim的逻辑电平测试器设计
(Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路
实验3.2 与非门逻辑功能测试及组成其它门电路一、实验目的：1.熟悉THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱的使用方法。
2. 了解基本门电路逻辑功能测试方法。
3．学会用与非门组成其它逻辑门的方法。
二、实验准备：1. 集成逻辑门有许多种，如：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、OC门、TS门等等。
但其中与非门用途最广，用与非门可以组成其它许多逻辑门。
要实现其它逻辑门的功能，只要将该门的逻辑函数表达式化成与非-与非表达式，然后用多个与非门连接起来就可以达到目的。
例如，要实现或门Y=A+B，A ，可用三个与非门连根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式可以写成：Y=B接实现。
集成逻辑门还可以组成许多应用电路，比如利用与非门组成时钟脉冲源电路就是其中一例，它电路简单、频率范围宽、频率稳定。
2. 集成电路与非门简介：74LS00是“TTL系列”中的与非门，CD4011是“CMOS系列”中的与非门。
它们都是四-2输入与非门电路，即在一块集成电路内含有四个独立的与非门。
每个与非门有2个输入端。
74LS00芯片逻辑框图、符号及引脚排列如图与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出才是低电平(即有“0”得“1”，全“1”得“0”）。
其逻辑函数表达式为：B=。
Y⋅ATTL电路对电源电压要求比较严，电源电压Vcc只允许在+5V±10%的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。
CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管同时用于一个集成电路中，成为组合两种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。
CMOS电路的主要优点是：(1). 功耗低，其静态工作电流在10-9A数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而TTL器件的功耗则大得多。
(2).高输入阻抗，通常大于1010Ω，远高于TTL器件的输入阻抗。
低频电子线路实验报告
实验十、基于Multisim 数字电路仿真实验一、实验目的：1、掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，如数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。
2、进一步了解Multisim 仿真软件基本操作和分析方法。
二、实验内容：用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。
三、实验步骤:1、将数字信号发生器接138译码器地址端，逻辑分析仪接138译码器输出端，连接电路如下图：2、设置字信号发生器，改变其输入138译码器的值，观察逻辑分析仪的结果，可验证译码器的逻辑功能。
四、实验结果：1、设置字信号发生器输入138译码器的值为000，如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入000时，00=Y ，17654321=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知，结果是正确的。
2、设置字信号发生器输入138译码器的值为011，如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入011时，03=Y ，17654210=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知，结果是正确的。
3、设置字信号发生器输入138译码器的值为111，如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入111时，07=Y ，16543210=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知，结果是正确的。
由上述结果，即验证了138译码器的逻辑功能。
实验十一、基于Multisim 的仪器放大器设计一、实验目的：1、掌握仪器放大器的设计方法；2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力；3、熟悉仪器放大器的调试方法；4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、毫伏表、函数信号发生器等虚拟仪器的使用。
二、实验基本原理：仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。
下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。
其中，集成运放U3组成减法电路，即差值放大器，集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且21R R =，63R R =，74R R = 令R R R ==21时，))(21(2121V V R R U U Go o -+=- 集成运放U3的输入信号是1o U 和2o U ，由于63R R =，74R R = 所以))(21()(21342134V V R R R R U U R R U Go o o -+-=--= 仪器放大器的差值电压增益因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的，要使增益为正的，则可在输出时加一个反相器，即可得到增益为正的仪器放大器。
逻辑电平测试器的课程设计
逻辑信号电平测试器的设计一、课程设计的任务与目的学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用的模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
二、课程设计的基本要求1.掌握电子电路分析和设计的基本方法。
包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。
2.培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。
包括：学会自己分析解决问题的方法；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、在判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立的进行分析，进而做出恰当的评价。
3.掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。
4.巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。
5.通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。
三、课设计任务（一）设计目的学习逻辑信号电平测试器的设计方法。
（二）设计要求和技术指标在检修数字集成电路组成的设备时，经常需要使用万用表对电路的故障部位的高低电平进行测量，以便分析故障原因。
使用这些仪器能较准确地测出被测点信号电平的高低和被测信号的周期，但使用者必须一面用眼睛看着万用表的表盘或者示波器的屏幕，一面寻找测试点，因此使用起来很不方便。
本课题所设计的一起采用声音来表示被测信号的逻辑状态，高电平和低电平分别用不同声调的声音来表示，使用者无需分神去看万用表的表盘或示波器的荧光屏。
1.技术指标（1）测量范围：低电平<0.8V，高电平>3.5V；（2）用1KHz的音响表示被测信号为高电平；（3）用800Hz的音响表示被测信号为低电平；（4）当被测信号在0.8～3.5V之间时，不发出音响；（5）输入电阻大于20kΩ；（6）工作电源为5V；2．设计要求（1）进行方案论证及方案比较；（2）分析电路的组成及工作原理；（3）进行单元电路设计计算；（4）画出整机电路图；（5）写出元件明细表；（6）小结和讨论；（7）写出对本设计的心得体会；3.撰写内容要求：（1）设计说明书一份（不少于10页）；（2）整机电路图一份（B5纸）；（3）元件明细表一份；（4）正文层次分明、客观真实、绘图规范、书写工整、语言流畅；（5）设计中引用的参考文献不少于5篇；目录前言 (1)第一章电平绪论 (2)1.1 电平测试仪器及测试技术的发展状况 (2)1.2 本文的主要工作 (4)第二章方案设计及比较 (5)2.1方案一 (5)2.2方案二 (6)2.3 方案三 (7)2.4方案比较 (9)第三章声调提示的逻辑电平测试器的原理介绍 (9)3.1逻辑电平介绍及测试器的工作原理框图 (9)3.2 输入电路及逻辑判断电路原理 (10)3.3 音调产生电路原理 (11)3.4 扬声器原理 (14)第四章各单元电路和整机电路的设计 (15)4.1 输入和逻辑判断电路的设计 (15)4.2 音响产生电路的设计 (17)4.3 扬声器驱动电路的设计 (19)4.4元器件的选择 (20)4.5整机电路的设计 (21)设计总结及心得体会 (22)参考文献 (23)前言在检修数字集成电路组成的设备时，经常需要使用万用表和示波器对电路中的故障部位的高低电平进行测量，以便分析故障的原因。
基于multisim的时序逻辑电路设计与仿真
基于Multisim的时序逻辑电路设计与仿真一、引言时序逻辑电路是数字系统中广泛应用的一种电路类型。
它通过对输入信号的时序信息进行处理和判断，控制输出信号的状态和时序。
时序逻辑电路在计算机、通信系统、控制系统等领域具有重要的应用价值。
在本文中，我们将介绍如何使用Multisim软件进行时序逻辑电路的设计与仿真。
二、Multisim简介Multisim是一种用于电子电路设计和仿真的软件工具。
它提供了一个直观、易于使用的工作平台，可以帮助工程师和学生设计和测试各种电子电路。
Multisim具备强大的仿真功能，可以准确模拟电路的运行情况，从而帮助用户优化电路设计。
三、时序逻辑电路设计与仿真流程1. 确定电路功能和规格在设计时序逻辑电路之前，首先需要明确电路的功能和要求。
例如，我们可以设计一个计数器电路，实现对输入脉冲信号的计数。
2. 选择适当的元件和器件根据电路功能和要求，选择适当的逻辑门、触发器、计数器等元件和器件。
Multisim提供了丰富的元件库，可以方便地选择和使用。
3. 绘制电路图使用Multisim的电路图绘制工具，将选择的元件和器件按照电路功能连接起来，形成完整的电路图。
可以使用鼠标拖拽元件，连接导线，设置元件的属性等操作。
4. 设置元件参数和初始状态根据电路的要求，设置元件的参数和初始状态。
例如，设置计数器的初始值，设置触发器的时钟信号频率等。
5. 进行仿真在完成电路图的绘制和参数设置后，可以进行仿真。
Multisim提供了强大的仿真功能，用户可以通过设置不同的输入信号，观察输出信号的变化情况。
6. 优化电路设计通过观察仿真结果，分析电路的性能和效果。
如果需要改进电路的设计，可以进行相应的调整和优化，并重新进行仿真。
四、Multisim中常用的时序逻辑元件1. 逻辑门逻辑门是时序逻辑电路中最基本的元件，常用的逻辑门有与门、或门、非门等。
在Multisim中，我们可以通过在电路图中选择相应的逻辑门元件，然后通过连接导线将它们连接起来。
在软件multisim上设计逻辑电平信号检测电路word精品
逻辑电平信号检测电路实验报告技术指标：测量范围：低电平V L<0.8V，高电平V H>3.5V用1kHZ的音响表示被测信号为高电平；用800kHZ的音响表示被测信号为低电平；当被测信号在0.8~3.5V之间时，不发出音响；输入电阻大于20K Q。
实验目的：逻辑电平测试器综合了数字电路和低频电路两门课的知识要求学生自己设计，并在Multisim 电子工作平台上进行仿真。
培养学生的综合能力，培养学生利用先进工具进行工程设计的能力。
1、理解逻辑电平测试器的工作原理及应用2、掌握用集成运放和555定时器构建逻辑电平测试的方法。
3、掌握逻辑电平测试器的调整和主要性能指标的测试方法。
实验原理：电路可以由五部分组成：输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路和电源。
原理框图如图所示图2-1测试器的工作原理框图*以上工作原理框图可使用与不同标准的电平的测试，现在以 3.5V的电平为例作介绍，高电平为大于3.5V,低电平为小于0.8V。
实验仪器：Multisim虚拟仪器中的数字运算放大器、555计时器、电阻、电容、示波器、频率计等。
实验内容：vcc图2音调产生电路原理图将图1和图2的U A、U B对应连接在一起即组成完整实验原理图。
实验总结：输入不同检测信号U1 时仿真结果分别如下图3、4、5、6。
(1)U1=0.5V(<0.8V)时仿真结果如下图 3(2)U1=4V(>3.5V)时仿真结果如下图 4(3)U1=2V(0.8V~3.5V之间)时仿真结果如下图 5 ( 4) 无检测信号输入时仿真结果如下图6。
实验十二 基于Multisim的逻辑电平测试器设计
实验十二基于Multisim的逻辑电平测试器设计一、实验背景许多电子应用中都会用到逻辑电平测试器，它可以用来判断门电路在不同电平时状态的变化。
本文介绍如何使用Multisim软件中的电路模拟软件来设计一种逻辑电平测试器。
二、实验原理逻辑电平测试器是用来测试绝缘口路灯（IOL）的输出状态的设备。
通过输入不同的电平，可以检测出芯片与控制信号灯的输出结果。
逻辑电平测试器拥有两个输入，一个为电压信号，另一个为相应的高/低电平信号。
电压和信号电平输入到逻辑网络，通过与电压进行比较，可以从IOL得到需要的结果。
三、实验步骤1. 使用Multisim软件新建一个电路图，拖动几个重要电路元件，包括：（1）一个用于输入电压信号的源；（2）一个用于输入高/低信号的源；（3）一个用于比较信号的比较器；（4）一个用于显示输出结果的7段LED显示（或是其他形式的显示）；（5）一个绝缘口路灯（IOL）；（6）一个用于驱动IOL的控制信号灯。
2. 连接电路元件，完成电路连接。
注意，比较器的两个输入端与电压源及电平信号源都需要连接；比较器输出结果将用来驱动IOL及7段LED显示，因此，比较器输出端要分别连接IOL及7段LED显示。
3. 7段LED显示及IOL的输出应满足如下规则：当输入的信号电平高于设定的电压时，则7段LED显示为“1111”，IOL的电流状态为高；当输入的信号电平低于设定的电压时，则7段LED显示为“0000”，IOL的电流状态为低。
4. 在电路图上调整参数，设置信号源，同时将电压及信号源作为Simulation对象，开始对电路进行模拟，观察结果是否正确，调整参数使画得正确结果。
四、实验结果实验中，我们设计了一个逻辑电平测试器，通过输入不同的电平和信号，可以得到正确的输出结果，满足电路设计的要求。
五、结论本文介绍了如何使用Multisim软件来设计逻辑电平测试器，实验步骤清晰，且得到了正确的设计结果，可以作为使用Multisim软件设计电路的参考。
数字逻辑实验指导书(multisim)
实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。
2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。
3、掌握集成与非门的测试方法。
二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。
54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。
所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。
74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。
54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。
在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。
TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。
因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。
它们的逻辑表达式分别为：图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。
图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。
三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 （1）测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路（见附录1），请按下图搭建电路，再检测与门的逻辑功能，结果填入下表中。
multisim仿真电路
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平（VL<0.8v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平（VH>3.5v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1）逻辑电平测试器的被测电压为低电平（VL<0.8v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率f.
四、实验内容及步骤
1．场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。按图1连接好电路，场效应管选用N沟道消耗型2N3370，静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。
图1
2.测量静态工作点
将输入端短接（图2），并测量此时的 Vg、Vs、VD、 ，填入下表1
静态工作点：
1.006V
39.355nV
1）输入电阻测量：先闭合开关S1(R2=0)，输入信号电压Vs，测出对应的输出电压 ，然后断开S1，测出对应的输出电压 ，因为两次测量中和是基本不变的，所以
,测得 =134.137mV， =67.074mV,
仿真结果如下图4：
2）输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs，分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压 和 。则 ,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果，因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好，仿真结果如下图5 =66.8mV, =125mV .
38.328
43.36
35
40
45
50
55
60
65
47.847
51.875
55.507
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实验十二基于Multisim的逻辑电平测试器设计
一、实验目的及要求
逻辑电平测试器综合了数字电路和低频电子线路两门课的知识要求学生自己设计，并在Multisim电子工作平台上进行仿真。
培养学生的综合应用能力。
培养学生利用先进工具进行工程设计的能力。
1.理解逻辑电平测试器的工作原理及应用。
2.掌握用集成运放构建逻辑电平测试器的方法。
3.掌握逻辑电平测试器的调整和主要性能指标测试方法。
二、实验原理
逻辑信号电平测试器采用声音来表示被测信号的逻辑状态，高电平和低电平用不同的声调表示。
输入和逻辑状态判断电路用集成运算放大器设计，音响声调产生电路用555定时器构成的振荡器设计。
本电路有五部分组成：电源、输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路。
主要的设计在于两个部分，即逻辑判断电路、音响电路。
设计调试完成的电路可实现对高电平和低电平的逻辑判断。
在低电平UL<0.8V，500Hz 的音响响起；在高电平UH>3.5V，1000Hz 的音响响起。
当被测信号在0.8—3.5V 之间时，既不是高电平，也不是低电平，音响电路不发出声音。
输入电阻大于20
k。
三、实验器材
集成运算放大器、集成运算放大器、NPN 晶体管、PNP 晶体管9012、电位器、普通二极管等、示波器。
四、实验内容
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平（VL<0.8v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平（VH>3.5v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1）逻辑电平测试器的被测电压为低电平（VL<0.8v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率f.
2）逻辑电平测试器的被测电压为高电平（VH>3.5v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率f.
3）逻辑电平测试器的被测电压（0.8~3.5v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形
五、设计原理
1、逻辑状态判断电路
Ui （Vss）是被测信号，U2和U4为两个运算器，利用U2和U4分别与它们外围电路组成两个电压比较器。
当被测电压Ui <0.8 时，U2反相端大于同相端电压，使U2输出端电压为负电源电压，经过二极管D3后，U2为低电平（0V）。
U4的反相端电压小于同相端电压，使U4输出端电压为正电源电压，经过二极管和稳压管作用后，U4为高电平（5.1V）。
当Ui >3.5V 时，U2为高电平，U4为低电平。
当Ui在0.8V与3.5V之间时，输入端悬空。
输入电路：由R1 和R2 组成。
电路作用是保证测试器输入端Ui悬空时，既不是高电平也不是低电平。
一般情况下，在输入端悬空时使Ui为2.5V。
根据技术指标要求输入电阻大于20KΩ，故
R6Ucc/（R5+R6）=1.4V 且R5R6/（R5+R6）>20 KΩ
计算可得到R5=71 KΩ，R6=27.6 KΩ。
取标称值：R5=75 KΩ,R6=30 KΩ
R13 和R14 的作用是给U1的反相端输入提供一个3.5V 的参考电压，因此要求R13Ucc/（R13+R14）=3.5V
R3 和R4 取值过大容易引入干扰，过小则耗电量大，工程上一般去几十千欧到几百千欧，所以取
R13=30 KΩ，R14=68 KΩ。
R5 和R6 的作用是给U2的同相输入端提供一个0.8V 的参考电压，因此要求R17Ucc/（R17+R18）=0.8V
同理选取
R17=68 KΩ，R18=13 KΩ。
2、音频产生电路
为了产生频率为1KHz 的正弦波，选取C1=C2=0.1 uF，R1=R2=9.6 KΩ；为了产生频率为500Hz 的正弦波，选取C3=C4=0.1 uF，R3=R4=4.7 KΩ。
六、实验步骤及结果
1、按图连接电路（实验总图）
2、逻辑状态判断电路输出
1)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平（取0.6v）用探针测逻辑状态判断电路输出电平。
如图一
2)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平（取5v）用探针表测逻辑状态判断电路输出电平。
如图二
3、音响声调产生电路输出
1）低电平输入时（取0.6V），探针和示波器的图形如图所示
2）输入高电平时(取5V)，探针和示波器的图形如图所示
3）输入中间电平时（取2V），探针和示波器的图形如图所示
七、实验总结
测试输出：当输入大于3.5V时，输出为1KHz的音频；当输入小于0.8V时，输出为500KHz的音频电路。
介于0.8和3.5V之间时，无输出响应。
分析过程把整个电路分为三部分进行分析，称之为分解电路。
分解电路Multisim 14.0 软件进行绘制与仿真，在模拟过程中遇到了不少问题。
我在这次大作业的过程，感觉到自行设计和修改电路的难度很大，自己在电路仿真和论文写作方面仍有不少欠缺之处，希望在不断学习中获得进步。